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技術(shù)文章

閱讀：3125 發(fā)布時間：2021-6-16

熱電阻測溫原理及材料

熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

一、熱電阻測溫原理及材料

熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。

熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

1、鉑熱電阻的溫度特性

（1）在0~850℃范圍內(nèi)：

Rt=R0(1+At+Bt2)

（2）在-200~0℃范圍內(nèi)：

Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100) t3]

式中A、B、C的系數(shù)各為： A=3.90802×10^-3C^-1 ；B=-5.802×10^-7C^-2 C=-4.27350×10^-12C^-4

鉑電阻阻值與溫度的分度關(guān)系由止兩式?jīng)Q定。

2、銅熱電阻的溫度特性

在-50~150℃范圍內(nèi)：

Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)

式中 A=4.28899×10^-3C^-1；B=-2.133×10^-7C^-2；C=1.233×10^-9C^-3

銅電阻和溫度的分度關(guān)系由上式?jīng)Q定，鉑熱電阻和銅熱電阻的技術(shù)性能見表1-1

表1-1常用熱電阻的技術(shù)性能

名稱		分度號	溫度范圍℃	溫度為0℃時阻值R₀，Ω	電阻比 R₁₀₀/R₀	主要特點
標(biāo)準(zhǔn)熱電阻	鉑電阻(WZP)	Pt10	-200~850	10±0.01	1.385±0.001	測量精度高,穩(wěn)定性好,可作為基準(zhǔn)儀器
		Pt50		50±0.05	1.385±0.001
		Pt100		100±0.1	1.385±0.001
	銅電阻(WZC)	Cu50	-50~150	50±0.05	1.428±0.002	穩(wěn)定性好,便宜;但體積大,機械強度較低
	銅電阻(WZC)	Cu100	-50~150	100±0.1	1.428±0.002	穩(wěn)定性好,便宜;但體積大,機械強度較低
	鎳電阻(WZN)	Ni100	-60~180	100±0.1	1.617±0.003	靈敏度高,體積小;但穩(wěn)定性和復(fù)制性較差
		Ni300		300±0.3	1.617±0.003
		Ni500		500±0.5	1.617±0.003
低溫?zé)犭娮?/span>	銦電阻		3.4~90K	100		復(fù)現(xiàn)性較好,在4.5~15K溫度范圍內(nèi),靈敏度比鉑電阻高十倍;但復(fù)制性較差,材質(zhì)軟,易變形
	銠鐵熱電阻		2~300K	20、50或100 R_4.2k/R_273k約為0.07		有較高的靈敏度,復(fù)現(xiàn)性好,在0.5~20K溫度范圍內(nèi)可作精測量;但長期穩(wěn)定性和復(fù)制性較差
	鉑鈷熱電阻		2~100K	100 R_4.2k/R_273k約為0.07		熱響應(yīng)好、自然小，機械性能好，溫度低于300K時，靈敏度大大高于鉑；但不能作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計